Минеральные удобрения на посевах сои

Размещено на http://www.allbest.ru/

Кубанский государственный аграрный университет, Краснодар, Россия

Минеральные удобрения на посевах сои

Исупова Юлия Анатольевна

аспирант кафедры агрохимии

Введение

удобрение соя плодородие

Проблема дефицита растительного белка и масла, а также сохранения и воспроизводства плодородия почв в Российской Федерации становится все более актуальной и требует неотложного решения. Ее возможно решить за счет расширения посевных площадей и увеличения продуктивности зернобобовых культур. Среди них по валовому производству первое место в мире занимает соя.

Соя - белково-масличная культура, способная при соблюдении системы удобрения не только давать качественные семена, но и оставлять в почве после себя значительное количество элементов питания. В среднем на 1 га она накапливает после себя в почве азота - 60-80 кг, фосфора - 20-25 и калия - 30-40 кг, что равноценно внесению 10-15 т органических удобрений [10].

Посевы сои в Российской Федерации сосредоточены на Дальнем Востоке и в Южном Федеральном округе. В Краснодарском крае площадь этой культуры за последние годы составляла в среднем 130 тыс. га, а урожайность - 1,42 т/га. Что значительно ниже потенциальных возможностей культуры. Поэтому данная проблема является весьма актуальной в современном сельскохозяйственном производстве. Повышение продуктивности посевов сои невозможно без научно обоснованного применения минеральных удобрений. Большой вклад в решение этой проблемы внесли В.Б. Енкен, В.Т. Куркаев, Ю.П. Мякушко, В.Ф. Баранов, Н.М. Тишков (1999), А.В. Кочеруга, В.М. Пенчуков, В.С. Петибская [1-9]. На основе этих исследований была разработана система удобрения сои. Однако вопросы рационального использования минеральных удобрений до конца не выяснены. Не изучено влияние систематического применения удобрений в севообороте на урожай и качество зерна сои, агрохимические и физико-химические показатели плодородия и биологическую активность почвы, динамику содержания элементов питания в растениях, а также их баланс в системе почва - удобрение - растение. Отсутствуют данные по реакции сои сорта Вилана на возрастающие нормы традиционных азотно-фосфорно-калийных туков и их сочетаний с новым комплексным удобрением Нутривант плюс.

Цель работы: определить методом полевых исследований наиболее оптимальные нормы допосевного внесения минеральных удобрений под сою и эколого-агрохимическое обоснование перспективности включения Нутриванта плюс в ее систему удобрения на черноземе выщелоченном Западного Предкавказья.

В задачи исследований входило:

- определить действие видов и норм минеральных удобрений на физико-химические свойства чернозема выщелоченного;

- изучить особенности динамики содержания подвижных форм азота, фосфора, калия в почве;

- выявить влияние минеральных удобрений на биологическую активность почвы;

- установить влияния норм, видов минеральных удобрений на содержание элементов питания в растениях сои;

- оценить эффективность совместного применения комплексного удобрения Нутривант плюс и норм минеральных удобрений на посевах сои;

- определить урожайность семян сои в зависимости от видов, норм и соотношения минеральных удобрений.

1. Материал и методика исследований

Исследования проводились в 2010-2012 гг. в учхозе «Кубань» в стационарном опыте кафедры агрохимии. По количеству выпадающих атмосферных осадков территория относится к умеренно-влажному району (коэффициент увлажнения - 0,30-0,40), по теплообеспеченности - к жаркому району. Сумма температур за период активной вегетации составляет 3567 оС. Погодные условия в годы исследований (2010-2012 гг.) значительно различались, но были типичными для данной зоны, что, в конечном счете, позволяет выращивать сельскохозяйственные культуры. Почва - чернозем выщелоченный слабогумусный сверхмощный легкоглинистый на лессовидных тяжелых суглинках. В пахотном слое почвы содержится 2,81 % гумуса, реакция почвенного раствора нейтральная рН 6,4.

Изучение влияния видов, норм и соотношений минеральных удобрений на продуктивность сои и плодородие чернозема выщелоченного проводились в многофакторном полевом опыте заложенном в 1981 г. Схема опыта (№ 1) содержит 16 вариантов и является выборкой ј части из полной схемы 4 Ч 4 Ч 4, образованной тремя факторами: N, Р, К с использованием четырех градаций каждого - 0, 1, 2, 3 дозы. Единичные, двойные и тройные нормы составляли под: сою - N20P40K20, N40P80K40 и N60P120K60 . Повторность вариантов двукратная, что допускается в связи с особенностями построения факториальных опытов и методов математического анализа их результатов. Общая площадь делянки - 162 м2 (30·5,4), а учетная - 54,2 м2.

Исследования проводили в 11-польном зернопропашном севообороте: люцерна - озимая пшеница - озимый ячмень - подсолнечник - озимая пшеница - кукуруза на зерно - соя - озимая пшеница - сахарная свекла -- люцерна - люцерна. Опыт развертывался на трех полях с разницей в чередовании культур в 1 год.

Минеральные удобрения: аммонийная селитра (34,6 % N), аммофос (N 23, Р2О5 56 %) двойной суперфосфат (43 % Р2О5) и калий хлористый (60 % К2О) вносили под основную обработку почвы согласно схеме опыта (таблица 2).

Изучение влияния видов, норм и соотношений минеральных удобрений на урожайность сои проводили по всем 16 вариантам, остальные исследования проводили по 7 наиболее контрастным вариантам, а именно нормам и видам минеральных удобрений.

Для оценки действия некорневой подкормки комплексным удобрением Нутривант плюс на различных фонах минерального питания, был заложен опыт № 2. Схема: 1) Контроль _ 000, 2) Контроль с Нутривантом _ 000 + Н, 3) N40P80K40 с Нутривантом _ 222 + Н, 4) N20P40K20 с Нутривантом _ 111 + Н, 5)N60P120K60 с Нутривантом _ 333 + Н. Изучали показатели содержания азота, фосфора и калия в растениях и в семенах сои, урожайность и ее качество в зависимости применяемых удобрений.

Минеральные удобрения были использованы такие же как и в опыте № 1. Комплексное водорастворимое удобрение Нутривант плюс применяли путем некорневой подкормки растений сои в фазе бутонизации из расчета 3 кг/га. Повторность вариантов двухкратная. Общая площадь делянки - 54 м2 (10·5,4), а учетная - 21 м2.

Объектом исследования был чернозем выщелоченный, сорт сои Вилана и новое комплексное удобрение Нутривант плюс.

Отбор почвенных и растительных образцов выполнялся в следующие фазы роста и развития растений сои: всходы, цветения, бобообразования, полной спелости. С учетом некорневой подкормки образцы отбирали через 10 дней после обработки растений сои комплексным водорастворимым удобрением Нутривант плюс.

Анализы проводились по общепринятым методикам в 2-х кратной повторности. Определяли в слое почвы 0-20 см гумус по методу Тюрина, влажность почвы гравиметрическим методом (ГОСТ 1396.3-92, 27548-97), рН водной, рН солевой (ГОСТ 26 483) - потенциометрическим методом; активность целлюлозоразрушающих микроорганизов - по методике Федорова (1963); интенсивность дыхания почвы - по методике Штатнова; гидролитическую кислотность почвы - по методу Каппена в модификации ЦИНАО (ГОСТ 26 212-84); сумму поглощенных оснований _ методом Каппена - Гильковица; в слое почвы 0-40 см послойно через 20 см аммонийный азот - колориметрическим методом с помощью реактива Несслера, нитратный азот _ потенциометрическим методом (ГОСТ 26951-86), содержания подвижных форм фосфора и калия - по методу Чирикова в модификации ЦИНАО (ГОСТ 26204); емкость поглощения, степень насыщенности основаниями, а также баланс азота, фосфора и калия в почве проводился расчетным методом.

Содержание общего азота, фосфора и калия в растительных образцах определяли: азот - по Кьельдалю, фосфор - колориметрически (ГОСТ 26657-97), калий на пламенном фотометре.

2. Результаты исследований

Влияние минеральных удобрений на урожай и его качество проявляется через воздействие их на физико-химические и агрохимические свойства почвы и ее биологическую активность.

Применение возрастающих норм минеральных удобрений способствовало слабому подкислению почвы: рН водной снижалась с 6,3 до 5,9 единиц. Подкисляющее действие азотно-фосфорно-калийных удобрений на почву имело место не только при совместном, но и раздельном их применении на посевах сои. Азотные удобрения по сравнению с фосфорными и калийными в большей степени способствовали ее подкислению до 6,0 единиц рН.

Увеличение кислотности почвы отразилось на показателях ее поглощающего комплекса. Сумма поглощенных оснований, емкость катионного обмена и степень насыщенности основаниями чернозема выщелоченного за изучаемый период не значительно снизилась в зависимости от норм применяемых удобрений соответственно с: 34,4 до 32,7-33,6, 36,3 мг-экв/100 г до 35,0-35,6 мг-экв/100 г, 94,7 до 92,9-94,1 %.

В период вегетации растений сои условия для накопления минерального азота в пахотном слое почвы лучше складывались при внесении минеральных удобрений (рисунок 1).

Рисунок 1. Динамика содержания минерального азота (N-NO3+N-NH4) в черноземе выщелоченном на посевах сои в зависимости от норм и вида удобрений, 2010-2012 гг. (опыт № 1)

В фазу всходов растений содержание его в варианте без удобрений в 0-20 см слое почвы составило 10,2 мг/кг. Внесение одинарных (N20P40K40), двойных (N40P80K40) и тройных (N60P120K60) норм удобрений способствовало существенному повышению содержания минерального азота в 0-20 см слое почвы на 2,7-8,0 мг/кг. На вариантах с N40 и P80 содержание минерального азота в почве было на уровне 13,5-15,2 мг/кг, причем максимальное его количество было на варианте с внесением N40. К фазе цветения растений содержание минерального азота в почве возросло по всем вариантам опыта. К концу вегетации сои содержание минерального азота в почве во всех вариантах снижалось и к фазе полной спелости зерна составляло 9,1-12,9 мг/кг.

Динамика содержания подвижного фосфора в почве показана на рисунке 2. Она достаточно стабильна, несмотря на вынос фосфора растениями сои. Запасы подвижного фосфора, накопленные в почве весной, используются растениями в период вегетации, и к уборке урожая его становится меньше. Этот процесс хорошо виден на примере контрольного варианта. Так, в фазе всходов сои подвижного фосфора в почве содержалось 75,2 мг/кг, а к концу вегетации его запасы уменьшились на 11,5 мг/кг и составили 63,7 мг/кг.

Внесение минеральных удобрений оказывает положительное влияние на содержание подвижного фосфора в почве относительно варианта без удобрений. Максимально и достоверно этот показатель в фазу всходов увеличило внесение нормы полного удобрения N60P120K60 - 127,7 мг/кг.

Рисунок 2. Динамика содержания подвижного фосфора в черноземе выщелоченном на посевах сои в зависимости от норм и вида удобрений, 2010-2012 гг. (опыт № 1)

Содержание обменного калия в почве по фазам вегетации сои существенно различалось. Количество его в черноземе выщелоченном на контроле от фазы всходов до полной спелости уменьшилось с 261,3 до 186,0 мг/кг (рисунок 3).

В фазы всходов, цветения и бобообразования содержание обменного калия в почве в вариантах, где вносились удобрения, превосходило контроль соответственно на 16,0-75,4 мг/кг; 12,5-71,0 мг/кг и 10,8-70,7 мг/кг почвы. Наибольшим существенным его количеством отличались варианты N60P120K60, N40P80K40 и K40.

Рисунок 3. Динамика содержания обменного калия в черноземе выщелоченном на посевах сои в зависимости от норм и вида удобрений, 2010-2012 гг. (опыт № 1)

Удобрения, являющиеся главным фактором, определяющие не только содержание подвижных форм элементов питания в почве, но и оказывают стимулирующие воздействие на микробиологическую активность почвы на всех вариантах под посевами сои (рисунок 4).

Рисунок 4. Степень разложения клетчатки в почве (0-20 см) на посеве сои в зависимости от норм удобрений, 2011-2012 гг. (опыт № 1)

В зависимости от норм удобрений скорость разложения клетчатки в почве возросла в 1,3-2,3 раза, а интенсивность дыхания почвы на 19-41 %. Целлюлозоразлагающая активность и интенсивность дыхания почвы находилась в прямой зависимости от норм вносимых удобрений. Виды удобрений не оказывали существенного влияния на эти показатели.

Диагностика содержания элементов питания в растениях в динамике позволяет определить нуждаемость посевов в проведении подкормок. На рисунках 5-7 представлены результаты исследований по динамике содержания азота, фосфора и калия в растениях сои, выращенной на черноземе выщелоченном, свидетельствующие о том, что в молодых растениях обнаруживалось наибольшее количество элементов питания, затем оно снижалось. Применение удобрений сказалось на содержании азота, фосфора и калия в растениях сои. Степень их воздействия зависела от нормы и вида внесенного удобрения.

В фазах всходов, цветения, бобообразования и созревания в надземных вегетативных органах растений сои азота содержалось соответственно 3,9; 2,7; 1,9 и 0,35 % сухой массы. В зависимости от нормы и вида удобрения его количество возросло в эти фазы соответственно на 0,1-1,1; 0,2-1,0; 0,1-0,8 и 0,11-0,24 % сухой массы. Максимальное достоверное его содержание в растениях сои отмечалось на вариантах N40P80K40 и N60P120K60 (опыт № 1).

Рисунок 5. Динамика содержания азота в растениях сои в зависимости от норм и вида удобрений, 2010-2012 гг., (опыт № 1)

В опыте № 1 содержание азота в семенах сои превышало контроль на 0,09-0,24 % в зависимости от вносимых удобрений. Наибольшее его количество в семенах отмечено при внесении минеральных удобрений N60P120K60 (таблица 1).

Таблица 1. Влияние удобрений на содержание азота, фосфора и калия в семенах сои, %, 2010-2012 гг.

Некорневая подкормка посевов сои комплексным удобрением Нутривант плюс из расчета 3 кг/га совместно с вариантами N20P40K20, N40P80K40 и N60P120K60 увеличивала содержание азота в надземных вегетативных органа в фазе бобообразования растений соответственно на 0,49; 0,90 и 0,84 % сухой массы. Максимальное достоверное содержание азота в семенах сои 5,67 % наблюдалось на варианте N40P80K40 + Н (опыт № 2).

Минеральные удобрения оказали положительное влияние на содержание фосфора в растениях сои (рисунок 5). В фазу всходов его количество в надземных вегетативных органах растений превышало контроль на 0,06-0,47 %, во время цветения - 0,01-0,27 %, в период бобообразования - 0,09-0,24 %, в момент созревания семян - 0,02-0,11 % сухой массы (опыт № 1). Наиболее благоприятные условия для минерального питания сои создавались на вариантах N40P80K40 и N60P120K60, и здесь содержание фосфора в вегетативных органах было максимально. Удобрения оказали так же положительное действие на накопление фосфора в семенах сои. Под их влиянием содержание этого элемента в семенах возросло на 0,03-0,18 %. В семенах сои содержание фосфора в зависимости от вносимых удобрений было 1,04-1,17 %.

Некорневая подкормка Нутривантом плюс совместно с допосевным удобрением в фазу бутонизации оказала положительное влияние на содержание фосфора в растениях к фазе бобообразования. На вариантах без удобрений, N20P40K20 и N40P80K40 его количество возросло соответственно на 0,05 %, 0,18 и 0,28 % сухой массы и в семенах на 0,06, 0,14 и 0,26 % (опыт № 2).

Рисунок 6. Динамика содержания фосфора в растениях сои в зависимости от норм и вида удобрений, 2010-2012 гг., (опыт № 1)

Допосевное внесение минеральных удобрений также положительно сказалось на количестве калия в надземных органах сои во все фазы вегетации растений (опыт № 1, рисунок 6). Его содержание в вегетативных органах превышало контроль в фазы всходов, цветения, бобообразования и полной спелости соответственно на 0,25-0,28 %, 0,19-0,68, 0,28-0,68, 0,07-0,28 % сухой массы, в семенах - 0,15-0,49 %.

Количество калия в растениях возрастало с увеличением нормы вносимых удобрений, и было максимальным на вариантах N40P80K40 и N60P120K60. Виды удобрений по степени воздействия на содержание этого элемента в надземных вегетативных органах можно расположить в следующий возрастающий ряд: фосфорные, азотные, калийные. В семенах этот порядок несколько был иной: азотные, фосфорные, калийные.

Проведенная некорневая подкормка Нутривантом плюс в фазу бутонизации в сочетании с нормами допосевного удобрения сказалась на содержании калия, также как азота и фосфора в растениях сои (опыт № 2). В фазу бобообразования в вегетативных органах растений сои калия содержалось 1,51-1,80 %. В семенах его содержание составило 2,35-2,8 %.

Рисунок 7. Динамика содержания калия в растениях сои в зависимости от норм и вида удобрений, 2010-2012 гг., (опыт № 1)

Вносимые под сою минеральные удобрения оказали положительное влияние на высоту растений, количество листьев и массу сухого вещества. В фазы всходов, цветения и бобообразования увеличивалось высота растений на 2,9-7,7 см, 1,4-10,8 и 7,2-15,5 см, количество листьев на 0,4-2,0 шт./растение, 1,9-4,4 и 1,1-3,3 шт./растение, сухая масса одного растения на 0,01-0,04, 0,2-1,1 и 0,2-1,0 г соответственно. Максимальные показатели отмечены на вариантах с внесением норм удобрений N40P80K40 и N60P120K60 (опыт № 1).

На естественном уровне плодородия почв урожайность сои по годам колебалась в пределах - 1,07-1,97 т/га и в среднем составила 1,37 т/га (таблица 2). Удобрения оказали существенное влияние на величину урожайности. Внесение N20P40K20 повышало ее на 0,20 т/га, N40P80K40 - 0,44, N60P120K60 - 0,36 т/га. Из видов минеральных удобрений в большей степени на урожайность сои оказали влияние фосфорные (Р80), увеличив ее на 0,27 т/га (19,9 %), затем азотные (N40) - 0,19 (14,0 %), и в наименьшей степени калийные (К40) - 0,18 т/га (13,1 %). Наибольшая урожайность получена при их совместном применении в норме N60P120K20 - 1,69 т/га (25,5 %).

Проведение некорневой подкормки Нутривантом плюс в фазу бутонизации сои на разных фонах минерального питания оказывает положительное влияние на ее урожайность (опыт № 2). Так, некорневая подкормка на естественном уровне плодородия увеличивала урожайность на 0,1 т/га, совместно с нормой N20Р40К20 на 0,32 т/га, N40Р80К40 - 0,53 т/га и на N60Р120К60 - 0,39 т/га.

Таблица 2. Урожайность сои в зависимости от минеральных удобрений

Повышение урожайности произошло за счет увеличения числа бобов, количества и массы зерна с 1 растения, а также массы 1000 зерен. Так при внесении N40P80K40 количество бобов на одном растении возрастало на 15,3 шт., зерен - на 34,9 шт., масса 1000 зерен - на 29,7 г (опыт № 1).

Выводы

1. За годы исследований под влиянием минеральных удобрений достоверно снижалась рН водной на 0,3-0,4 единиц рН. Гидролитическая кислотность, сумма поглощенных оснований, емкость катионного обмена, степень насыщенность основаниями изменялась не существенно.

2. Содержание минерального азота в черноземе выщелоченном под посевами сои было минимальным в фазу всходов на варианте без удобрений - 10,2 мг/кг. Вносимые минеральные удобрения существенно увеличивали его содержание до 18,2 мг/кг - при внесении N60P120K60. Из видов минеральных удобрений в большей степени оказывали достоверное влияние азотные (N40). В течении вегетации сои количество минерального азота максимально накапливалось к фазе цветения и снижалось к фазе полной спелости.

Применение удобрений оказывало значительное влияние на содержание подвижного фосфора и обменного калия в черноземе выщелоченном. По сравнению с контролем их количество существенно возрастало при применении полного минерального удобрения в норме N60P120K60 соответственно на 39,9 и 73,7 мг/кг.

3. Удобрения стимулировали жизнедеятельность почвенных целлюлозоразрушающих микроорганизмов на посевах сои. В сравнении с контролем скорость разложения клетчатки достоверно увеличилась в зависимости от норм удобрений в 1,1-2 раза. Действие видов удобрений на данный показатель было не достоверным. Целлюлозоразлагающая активность увеличивалась пропорционально возрастанию нормы удобрений. В фазу всходов растений сои и бобообразования интенсивность дыхания почвы была максимальной.

4. Минеральные удобрения благоприятствовали большему потреблению и утилизации элементов питания растением сои, повышению их накопления в вегетативных органах, а также более активному оттоку ассимилянтов в генеративные органы. В фазы всходов, цветения, бобообразования и созревания содержание азота в сухих надземных вегетативных органах существенно превышало контроль соответственно на 0,1-1,1; 0,2-1,0; 0,3-0,6 и 0,09-0,024 %, фосфора - 0,06-0,47; 0,01-0,27; 0,1-0,24 и 0,03-0,11 %, калия - 0,25-1,5; 0,21-0,68; 0,29-0,68 и 0,08-0,28 %. Под воздействием удобрений в семенах накапливалось больше азота, фосфора и калия соответственно на 0,3-1,0; 0,03-0,16 и 0,15-0,48 %. Максимальное содержание элементов питания в растениях сои наблюдается на варианте с применением N40P80K40 (опыт № 1).

5. Улучшение обеспеченности посевов сои элементами минерального питания за счет внесения удобрений оказало положительное влияние на рост растений. В фазы цветения и бобообразования сухая масса надземных вегетативных органов одного растения достоверно превышала контроль на вариантах N40P80K40 и N60P120K60 0,8-0,9 и 0,7-0,8 г, средняя высота растения - на 8,9-10,8 и 13,7-15,5 см, среднее количество листьев на 1 растении - 3,5-4,4 и 2,8-3,3 шт. (опыт № 1).

6. Урожайность сои на варианте с естественным уровнем плодородия почвы (контроль) в среднем за 3 года составила 1,37 т/га . Удобрения в разной степени, обеспечивают повышение урожайности семян. Наибольшая достоверная прибавка (опыт 1), равная 0,44 т/га получена на варианте N40P80K40 (НСР05 = 0,04-0,08). В опыте № 2 некорневая подкормка Нутривантом плюс совместно с применением N40P80K40 обеспечила прибавку - 0,52 т/га.

Литература

1. Баранов, В.Ф. Соя биология и технология возделывания / В.Ф. Баранов.- Краснодар, 2005. - 399 с.

2. Енкен, В.Б. Соя. М.: Сельхозгиз, 1959. 622 с.

3. Кочегура, A.B. Селекция сои на повышение сбора белка с гектара. Автореф. дис … . канд. с.-х. наук: 06.01.05. Краснодар, 1962. - 21 с.

4. Куркаев, В.Т. Агрохимия: учебник / В.Т. Куркаев, А.Х. Шеуджен - Майкоп, ГУРИПП Адыгея, 2000. - 552 с.

5. Мякушко, Ю.П. Селекция сортов сои для Северного Кавказа / Ю.П. Мякушко, Н.Д. Лунин, Д.В. Подкина, Н.В. Качегура / В кн.: Селекция, семеноводство и технология возделывания технических культур. - М., 1980. - С. 59-68.

6. Онищенко, Л.М. Удобрения и продуктивность сои / Л.М. Онищенко // Удобрения и урожай: Материалы Региональной научно-практической конференции, Краснодар, 8-10 дек. 2004. - Майкоп, 2005. - С. 317-324.

7. Петибская, В.С. Соя: качество, использование, производство/ В.С. Петибская, В.Ф. Баранов, А.В. Кочегура, С.В. Зеленцов - М.: Аграрная наука, 2001. - 64 с.

8. Тишков, Н.М. Продуктивность сои при некорневой подкормке растений микроудобрениями и обработке регуляторами роста на черноземе выщелоченном / Н.М. Тишков, Н.Г. Михайлюченко, А.А. Дряхлов // Масличные культуры / ВНИИМК. - 2007. - № 2(137). - С. 91-97.

9. Шеуджен, А.Х. Питание и удобрение зерновых бобовых культур / А.Х. Шеуджен. - Краснодар: КубГАУ. - 2012. - 56 с.

10. http: //www. agrocounsel. ru/vyraschivanie-soi.

Размещено на Allbest.ru